［關(guān)鍵詞］智能電網(wǎng)；變壓器；電力負荷預(yù)測；經(jīng)濟運行

［中圖分類號］TM421 ［文獻標(biāo)志碼］A ［文章編號］2095–6487（2024）11–0145–03

智能電網(wǎng)全面高效地平衡電力能源供需平衡，以電力負荷預(yù)測為支撐[1]，即結(jié)合歷史電力數(shù)據(jù)和季節(jié)、環(huán)境等因素對未來某一時間段的用電情況作出推算，幫助電力企業(yè)更好地進行供電管理。同時，為了通過電力負荷調(diào)度實現(xiàn)對類似季節(jié)性峰谷差明顯的電力負荷的高效應(yīng)對，調(diào)容變壓器得以產(chǎn)生。此類變壓器包括兩個額定容量，比值大約為3∶1，相互之間能夠自動無縫切換，電力負荷大時，使用大容量，電力負荷小時，則使用小容量，以實現(xiàn)配變損耗的有效降低[2]。但若容量切換點設(shè)置不合理，甚至?xí)霈F(xiàn)增加損耗的問題?；诖耍恼聦﹄娏ω摵深A(yù)測方法進行分析，在此基礎(chǔ)上對調(diào)容變壓器經(jīng)濟性展開相對深入的探討。

1調(diào)容變壓器

1.1調(diào)容變壓器損耗

變壓器總損耗為變壓器空載損耗與負載損耗之和，其中，空載損耗指變壓器鐵損，具有固定的特征，負載損耗指變壓器處在額定運行狀態(tài)下的損耗，即滿載狀態(tài)下的損耗。負載損耗和電流平方之間具有正相關(guān)性，負載率通過實際電流與額定電流之比來計算，而負載損耗則通過負載率平方與短路損耗之積來計算，如下所示：

1.2調(diào)容變壓器降損

由于調(diào)容變壓器的容量有兩個擋位劃分，結(jié)合其容量切換點，能夠確定其損耗曲線，主要由兩部分構(gòu)成。對容量切換點進行差異化設(shè)置，基于相同負荷，此類變壓器損耗亦有相應(yīng)差異顯現(xiàn)出來，而最佳切換點即兩種容量模式損耗一致的負荷點，在該點切換容量，可為調(diào)容變節(jié)能量的最大化提供保證。此處以S11 調(diào)容變壓器為例，與S11 普通變壓器相比較，分析其節(jié)能量，圖1 所示為這兩類變壓器的負荷損耗示意圖。

根據(jù)圖1，當(dāng)負荷處于100～315 kVA 時，兩類變壓器損耗曲線一致；當(dāng)負荷處于0 到最佳切換點時，S11 調(diào)容變壓器相較于S11 普通變壓器而言損耗明顯更低；當(dāng)負荷處于最佳切換點到100 kVA 時，S11 調(diào)容變壓器相較于S11 普通變壓器而言損耗更高。據(jù)此可推斷，相較于S11 普通變壓器而言，S11 調(diào)容變壓器降低的損耗即負荷處于0到最佳切換點節(jié)約的損耗。

2基于encoder-decoder預(yù)測模型的電力負荷預(yù)測

在自然語言處理中，encoder-decoder 模型[3] 常用于處理如翻譯、對話等seq2seq 任務(wù)（輸入輸出長度不確定的任務(wù)）。在電力負荷預(yù)測領(lǐng)域，也可以將預(yù)測任務(wù)看作是seq2seq 任務(wù)，即由前若干天的電力數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)、社會因素數(shù)據(jù)、日期數(shù)據(jù)等信息推測出未來若干天的電力負荷情況。文章提出一種融入注意力機制[4] 的encoder-decoder 預(yù)測模型來預(yù)測未來裝備制造基地的電力負荷。模型主要包括編碼器、注意力層與解碼器3 部分，其中，編碼器包括多層GRU網(wǎng)絡(luò)[5]，負責(zé)編碼電力電荷數(shù)據(jù)；注意力層對編碼器輸出及解碼器隱藏狀態(tài)間注意力權(quán)重進行計算，同時，加權(quán)求和處理編碼器輸出，獲取編碼向量；解碼器也包括多層GRU 網(wǎng)絡(luò)，執(zhí)行對編碼向量的解碼任務(wù)，經(jīng)計算獲取電力負荷的預(yù)測值。圖2 所示為模型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖。

可對全過程作以下理解，即針對時間步長為t 的輸入數(shù)據(jù)，編碼器執(zhí)行特征提取任務(wù)，獲取對應(yīng)于各時間步的特征向量，針對最后一個時間步特征向量以及之前的時間步特征向量，注意力層會對其之間的相似程度進行計算。所得結(jié)果越大（即相似程度越高），對應(yīng)的權(quán)重也會越大，對此時間步的特征進行重點提取；與之相反，如果所得結(jié)果比較?。聪嗨贫缺容^低），那么對應(yīng)的權(quán)重也會越小，小到一定程度之時，便可將該時間步所具有的特征忽略。針對有關(guān)注的特征，解碼器會在算法與技術(shù)的支持下對其特征進行提取，并在此基礎(chǔ)上最終將預(yù)測結(jié)果求解出來。

3基于電力負荷預(yù)測的調(diào)容變壓器經(jīng)濟運行分析

在對變壓器運行經(jīng)濟性進行分析的過程中，需要將負荷特性、基于變壓器壽命的負荷增長與波動等諸多指標(biāo)作為考慮因素，在此基礎(chǔ)上構(gòu)建綜合分析模型，以模型參數(shù)為依據(jù)執(zhí)行變壓器經(jīng)濟性的評估任務(wù)，以此為變壓器選型提供指導(dǎo)，在有效提升投資準(zhǔn)確性的同時實現(xiàn)利益最大化。特別是調(diào)容變壓器相較于普通變壓器而言成本更高（相同容量下，前者成本約為后者1.5倍），因而必須將其投入與節(jié)約損耗之間的關(guān)系作為重點考慮因素。

4結(jié)束語

文章以對電力負荷的預(yù)測為基礎(chǔ)，構(gòu)建模型分析調(diào)容變壓器全生命周期成本，與普通變壓器相比，能夠為配變選型提供重要指導(dǎo)，確保選型合理性與經(jīng)濟性，進而達到投資利用率最大的重要目的。今后，還應(yīng)對電力負荷預(yù)測模型可靠性與準(zhǔn)確性進行驗證，并通過實例證明應(yīng)用價值。